Free Press

de James Walker, Jr. de la scR motorsports

În altă parte pe acest site am discutat (în detalii dureroase, ar adăuga unii) despre importanța polarizării față-spate, sau echilibrul frânelor, și despre modul în care optimizarea acesteia poate duce la o performanță mai bună a frânării. Cu toate acestea, un factor critic în stabilirea bias-ului – supapa mecanică de dozare a presiunii de frânare – a fost omis din discuție. La urma urmei, nu se poate înghiți atât de mult din această discuție despre polarizarea frânelor într-o singură ședință.

Acestea fiind spuse, ne-am întors pentru a împărtăși complexitatea modului în care presiunea de frânare este distribuită în partea din față și cea din spate a vehiculului. Mai important, sperăm că veți pleca de aici cu înțelegerea faptului că înlocuirea, modificarea sau pur și simplu manipularea supapei de dozare poate face mai mult rău decât bine. Deși nu este chiar magie neagră, există o mulțime de oportunități de a arunca sistemul în dezordine fără ca măcar să știți acest lucru.

În consecință, vă oferim această privire rapidă asupra acestor dispozitive și a fraților lor mecanici. O cantitate mică de cunoștințe poate aduce beneficii surprinzătoare, dintre care nu cea mai mică este evitarea surprizelor neplăcute.

Controlul presiunii frânei spate

În general, există trei moduri de a trata presiunea frânei spate: lăsați-o în pace, faceți-o proporțională cu presiunea frânei față sau controlați-o într-un mod care combină aceste două strategii.

Strategia 1: Lăsați-o în pace

Dacă nu s-ar folosi niciun dispozitiv pentru a modifica presiunea frânei spate, atunci, așa cum se arată în figura A, presiunea frânei față și presiunea frânei spate ar fi întotdeauna egale. Firește, acesta este cel mai simplu mod de a rezolva problema, dar pentru a împiedica polarizarea spate în orice condiții, frâna spate însăși ar trebui să fie absolut minusculă.

Așa cum vă puteți imagina, aceasta nu este o soluție realistă și nu se găsește în lumea reală.

Strategia 2: Proporționarea adevărată

Ponderea adevărată, așa cum se arată în figura B, ar avea ca rezultat faptul că presiunile de frânare spate ar fi liniar proporționale cu presiunile de frânare față în toate condițiile. Oricât de ironic ar părea, „supapele de dozare” nu asigură acest tip de control, deoarece nu sunt dispozitive pur proporționale, așa cum sugerează numele lor.

Acest tip de reglare a presiunii este cu siguranță posibil de realizat, dar necesită de obicei cilindri principali în tandem și o legătură de reacție reglabilă, aceeași configurație care se găsește pe aproape toate mașinile de curse construite special în prezent.

La vehiculele astfel echipate, raportul de dozare se realizează printr-o combinație de selecție a diametrului pistonului cilindrului principal și de reglare a unei legături mecanice de reacție care leagă cei doi cilindri principali. Cunoscută și sub numele de bară de polarizare, geometria legăturii determină distribuția forței din față spre spate care provine de la ansamblul pedalei de frână. Avantajul semnificativ al acestei configurații este că o bară de polarizare poate fi proiectată în așa fel încât șoferul să poată regla raportul de proporționalitate față-spate în timp ce se află în viteză.

În exemplul prezentat mai jos, o reglare a barei de polarizare de 0,010 inci duce la o creștere a forței cilindrului principal de intrare față de la 125lb la 133lb. În același timp, forța de intrare a cilindrului principal spate scade de la 125lb la 117lb.

Controlul în timp real al șoferului asupra sistemului de polarizare face ca ajustările pentru schimbarea condițiilor de circuit sau a încărcăturii de combustibil să fie practic fără efort. Complexitatea acestui design îl face extrem de nepractic pentru utilizarea pe stradă, dar pe circuit pur și simplu nu poate fi întrecut în ceea ce privește ușurința de reglare.

Strategii de combinare – Supapa de dozare numită greșit

Supapelor de dozare convenționale ar trebui să li se spună de fapt „regulatoare de forță de frânare” sau „supape de reglare a presiunii de frânare”. În timp ce numele lor ar putea implica un adevărat control proporțional, în realitate ele asigură o combinație a controlului regăsit în figurile A și B.

Până la anumite presiuni, aceste supape permit o presiune egală atât la frâna față cât și la cea spate (à la figura A). Cu toate acestea, odată ce se atinge un punct de presiune prestabilit (600 psi în exemplu), presiunea frânei spate continuă să crească, dar într-un ritm (sau pantă) mai lent decât presiunea frânei față. Figura C ne prezintă acest lucru destul de clar.

Urmărind diagramele, se poate vedea că este posibil să se proiecteze atât un sistem de tip B, cât și un sistem de tip C care, în cele din urmă, oferă același echilibru al frânelor în punctul de decelerare maximă. (Rețineți că figurile B și C generează amândouă 950 psi de presiune în conducta de frână spate atunci când presiunea în conducta de frână față este de 2000 psi.)

Cu toate acestea, se poate observa, de asemenea, că sistemele de tip C – cele care utilizează supape de dozare – ne pot aduce mai aproape de un echilibru optim la niveluri de decelerare mai mici. Acest beneficiu este relativ nesemnificativ într-o aplicație de curse, deoarece vehiculul funcționează întotdeauna la decelerații maxime, dar este foarte avantajos pe stradă.

În câteva cuvinte, supapa de dozare ne permite să circulăm prin oraș în condiții de echilibru optimizat al frânelor (bun pentru durata de viață a plăcuțelor de frână față), dar, de asemenea, ține totul sub control atunci când avem nevoie de frânare maximă (bun pentru stabilitate).

Datorită dimensiunii lor compacte și costului relativ scăzut, aceste dispozitive pot fi găsite pe aproape toate vehiculele care necesită reducerea presiunii de frânare spate pentru a obține o polarizare optimă a frânelor. Autoturismele tipice și mașinile de curse bazate pe producția de serie se încadrează perfect în această categorie.

Valvele de dozare cu detectare a înălțimii

Valvele de dozare ale unor vehicule merg mai departe, deoarece punctul de îngenunchere de pe grafic poate varia în funcție de cantitatea de greutate de pe puntea spate. Practic, pe măsură ce greutatea punții spate crește, o legătură între punte și caroserie este comprimată. Această legătură acționează asupra unei came din interiorul supapei de dozare care mărește pretensionarea arcului supapei de dozare. Rezultatul final este că, pe măsură ce se adaugă greutate pe puntea spate, este permisă o frânare mai mare a punții spate (bias), ceea ce ajută la valorificarea tracțiunii sporite disponibile acum la pneurile spate. Figura D ilustrează destul de clar această relație.

Atunci, se poate regla supapa de dozare?

Credeți sau nu, în aproape toate cazurile, supapele OEM sunt bine adaptate la sistemul de frânare original și nu ar trebui să fie manipulate, deoarece nu există piese în interior care să poată fi modificate de către proprietarii ambițioși. Din nefericire, unele sunt reglabile din exterior, așa că tentația de a bricola este chiar acolo, în fața noastră!

Un aspect la care trebuie să reflectăm este că, deoarece sunt un dispozitiv mecanic, supapele de dozare trebuie să fie proiectate ca cel mai bun compromis pentru utilizare în toate condițiile. Scenariile de viteză mare, viteză mică, vehicul complet încărcat și gol, toate trebuie evaluate și luate în calcul în proiectarea supapei de dozare.

Desigur dacă v-ați modificat vehiculul într-un mod care influențează polarizarea față-spate s-ar putea să vă aflați în afara câmpului stâng! Ca o reîmprospătare a articolului nostru despre polarizare, vom aduce din nou în față listele de modificări care pot influența polarizarea față-spate.

Factori care vor crește polarizarea față-spate:

• Diametrul mărit al rotorului față
• Coeficientul de frecare al plăcuțelor de frână față
• Diametrul pistonului (pistonilor) etrierului față
• Dimetrul micșorat al rotorului spate
• Coeficientul de frecare al plăcuțelor de frână spate
• Dimetrul micșorat al pistonului (pistonilor) etrierului spate
• Centrul de greutate mai jos (i.i.e. vehicul coborât)
• Mai multă greutate pe puntea spate (i.e. încărcată)
• Mai puțină greutate pe puntea față
• Anvelope mai puțin lipicioase (limită de decelerație mai mică)

Factori care vor crește înclinația spate:

• Diametru mai mare al rotorului spate
• Coeficientul de frecare al plăcuțelor de frână spate
• Diametru(e) mai mare(e) al(e) pistonului etrierului spate
• Dimetru mai mic al rotorului față
• Coeficientul de frecare al plăcuțelor de frână față
• Dimetru(e) mai mic(e) al(e) pistonului etrierului față
• Centrul de greutate mai mare (i.adică vehicul ridicat)
• Mai puțină greutate pe puntea spate (adică neîncărcată)
• Mai multă greutate pe puntea față
• Anvelope mai lipicioase (limită de decelerație mai mare)

Modificări ale sistemului de dozare

Am putea începe această secțiune afirmând clar că nu trebuie să modificați supapa de dozare. Dar, ce distracție ar fi asta? Cu toată seriozitatea, efectuarea de modificări la supapa de dozare pentru a influența polarizarea frânelor ar trebui să fie lăsată în seama celor care dispun de uneltele și dispozitivele de măsurare adecvate, dar dacă v-ați modificat vehiculul dincolo de orice recunoaștere, aceasta poate fi singura soluție pentru a restabili sentimentul de polarizare corectă a sistemului de frânare.

Vom începe aici cu trei dintre cele mai de bază reguli privind instalarea și selectarea supapei de dozare.

1. Dacă aveți nevoia adânc înrădăcinată de a vă instala propria supapă de dozare reglabilă, fiți atenți la faptul că acestea nu trebuie instalate NICIODATĂ dacă unitatea din fabrică este încă la locul ei. Supapele de dozare în serie una cu cealaltă pot face lucruri urâte și imprevizibile!

2. Dacă aveți nevoia adânc înrădăcinată de a vă instala propria supapă de dozare reglabilă, vă sfătuim să nu le instalați NICIODATĂ în linie cu frânele față. Efectul ar fi acela de a face ca autovehiculul dumneavoastră să aibă o deviație spate înainte de a putea spune „supravirare terminală”. Presiunea din linia de frânare față trebuie lăsată întotdeauna în pace – doar presiunile din spate trebuie luate în considerare pentru dozare.

3. În toate cazurile, echilibrul de bază al sistemului de frânare trebuie să fie aproape optimizat pentru început. Acesta este singurul mod în care o supapă de dozare poate fi utilizată în mod eficient. Nu trebuie să presupuneți niciodată că simpla adăugare a unei supape de dozare va rezolva toate condițiile de polarizare spate, deoarece chiar și cele mai bune supape de dozare trebuie să fie bine adaptate la vehiculul țintă.

Selecția supapei de dozare

Selectarea supapei de dozare reglabile corecte pentru vehiculul dumneavoastră presupune nu numai selectarea punctului adecvat în care începe limitarea pantei (punctul de genunchi), ci și selectarea ratei adecvate la care crește presiunea în conducta de frână spate după acel punct (panta). Aproape toate supapele proporționale reglabile de pe piața actuală au un punct de genunchi reglabil (punctul în care începe să fie controlată presiunea în linia de frânare spate), dar o pantă fixă (rata la care aceasta crește după punctul de genunchi). Deși unul dintre parametri este reglabil, ambii sunt esențiali pentru performanța sistemului. Observați că în figura E cele două curbe au același punct de genunchi, dar pantele variază foarte mult.

Atunci cum se selectează punctul de genunchi și panta potrivite? Fără resursele de testare și măsurare ale unui mare producător de automobile, este aproape imposibil de spus. Desigur, ați putea să încercați și să vă croiți un drum spre o soluție pe care o considerați adecvată, dar fără a testa în toate condițiile de încărcare, viteză și condiții de drum, s-ar putea să existe o condiție de funcționare care să aștepte să vă muște.

În concluzie, dacă vă treziți gândindu-vă: „Mă întreb cum aș putea alege supapa de dozare potrivită pentru mașina mea?”, probabil că nu ar trebui să o schimbați singur.

Dormație electronică: Nicio manipulare permisă

Ca o mică paranteză față de supapa de dozare mecanică discutată aici, există o mișcare de înlocuire a funcției supapei de dozare cu hardware-ul care îndeplinește funcția ABS. Deși acest lucru nu este încă norma, majoritatea mașinilor de performanță de vârf au deja această funcție ca dotare standard și se poate prezice cu o certitudine rezonabilă că tendința va continua.

Pe baza informațiilor colectate de la cei patru senzori de viteză ai roților ABS, algoritmii DRP (Dynamic Rear Proportioning) sau EBD (Electronic Brake force Distribution) calculează raportul de alunecare față-spate al celor patru anvelope. Apoi, în funcție de praguri și parametri prestabiliți, hardware-ul ABS poate interveni și modifica automat presiunea de frânare care merge către roțile din spate.

Pentru că DRP și EBD se bazează pe alunecarea reală a roților și nu pe presiunea din conductele de frână, acest tip de proporționalitate spate este mai flexibil și mai adaptabil la modificările pe care le-ar putea face cineva la vehiculul său. Este, de asemenea, mai puțin costisitor, deoarece OEM poate acum să scoată supapa de dozare mecanică de pe vehicul și să înlocuiască funcția acesteia cu alt hardware deja la bord.

În mod normal, OEM nu dorește ca proprietarii să se joace cu sistemul de dozare față-spate și, ca urmare, nu există nicio modalitate pentru entuziaști de a reprograma DRP sau EBD pentru a se potrivi dorințelor lor. Bineînțeles, dacă în primul rând, în cazul în care înclinația originală față-spate a vehiculului este intactă, oricum nu este nevoie de reprogramare.

Planificați cu înțelepciune

În concluzie, supapa de dozare este mai mult decât pare. Ar trebui să încercați să planificați și să selectați cu atenție modificările aduse frânelor, astfel încât să puteți păstra și să profitați de avantajele supapei de proporționare de serie. Cu alte cuvinte, acordați atenție (și nu vă abateți prea mult de la) polarizarea din fabrică în primul rând și veți fi în fața jocului.

Dacă din alte motive sunteți forțat să renunțați la cea de serie și să o înlocuiți cu o unitate de pe piața secundară, să știți că selecția și reglarea nu sunt pentru neinițiați. În timp ce există mai mult de o modalitate de a obține un echilibru optim în punctul de decelerare maximă, fără cunoștințele necesare s-ar putea să faceți compromisuri în condiții de frânare parțială care nu erau prezente cu hardware-ul din fabrică.

Încă o dată, amintiți-vă că simpla adăugare sau înlocuire a unei supape de dozare ar putea să nu fie suficientă pentru a remedia scenarii de polarizare de tip basket-case. O planificare adecvată și o proiectare prealabilă ar trebui să asigure că polarizarea de bază a vehiculului este adecvată încă de la început, permițând ca supapa de dozare să fie utilizată în mod corespunzător ca un dispozitiv de reglare fină.